項(xiàng)目五任務(wù)自動(dòng)門(mén)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)

項(xiàng)目五任務(wù)自動(dòng)門(mén)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)本任務(wù)以組態(tài)軟件與智能模塊連接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)組態(tài)監(jiān)控為例，介紹組態(tài)軟件與智能模塊的通信連接方法。自動(dòng)門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面如圖5-1-1所示，具體要求如下：1．門(mén)衛(wèi)在警衛(wèi)室通過(guò)開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)、關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)和停止開(kāi)關(guān)控制大門(mén)。2．當(dāng)門(mén)衛(wèi)按下開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)后，報(bào)警燈開(kāi)始閃爍，5s后，開(kāi)門(mén)接觸器閉合，門(mén)開(kāi)始打開(kāi)，直到碰到開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)（門(mén)完全打開(kāi)）時(shí)，門(mén)停止運(yùn)動(dòng)，報(bào)警燈停止閃爍。3．當(dāng)門(mén)衛(wèi)按下關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)，報(bào)警燈開(kāi)始閃爍，5s后，關(guān)門(mén)接觸器閉合，門(mén)開(kāi)始關(guān)閉，直到碰到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)（完全關(guān)閉）時(shí)，門(mén)停止運(yùn)動(dòng)，報(bào)警燈停止閃爍。4．在門(mén)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，任何時(shí)候只要門(mén)衛(wèi)按下停止按鈕，門(mén)馬上停止在當(dāng)前位置，報(bào)警燈停止閃爍。5．關(guān)門(mén)過(guò)程中，只要門(mén)夾住人或物品，安全壓力就會(huì)受到額定壓力，門(mén)立即停止運(yùn)動(dòng)，以防止發(fā)生意外。6．開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)和關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)同時(shí)都按下時(shí)，兩個(gè)接觸器都不動(dòng)作，并進(jìn)行錯(cuò)誤提示。圖5-1-1自動(dòng)門(mén)監(jiān)控界面相關(guān)知識(shí)一、縮放連接縮放連接是使被連接對(duì)象的大小隨連接表達(dá)式的值而變化，例如建立一個(gè)溫度計(jì)，用一個(gè)矩形表示水銀柱（將其設(shè)置“縮放連接”動(dòng)畫(huà)連接屬性），以反映變量“溫度”的變化。圖5-1-2中左圖是設(shè)計(jì)狀態(tài)，右圖是在TouchVew中的運(yùn)行狀態(tài)。圖5-1-2縮放連接實(shí)例縮放連接的設(shè)置方法是：在“動(dòng)畫(huà)連接”對(duì)話框中單擊“縮放連接”按鈕，彈出如圖5-1-3所示的對(duì)話框。圖5-1-3縮放連接【表達(dá)式】：在此編輯框內(nèi)輸入合法的連接表達(dá)式，單擊“？”按鈕可以查看已定義的變量名和變量域?！咀钚r(shí)】：輸入對(duì)象最小時(shí)占據(jù)的被連接對(duì)象的百分比（占據(jù)百分比）及對(duì)應(yīng)的表達(dá)式的值（對(duì)應(yīng)值）?！咀畲髸r(shí)】：輸入對(duì)象最大時(shí)占據(jù)的被連接對(duì)象的百分比（占據(jù)百分比）及對(duì)應(yīng)的表達(dá)式的值（對(duì)應(yīng)值）?！咀兓较颉浚哼x擇縮放變化的方向。變化方向共有五種，用“方向選擇”按鈕旁邊的指示器來(lái)形象地表示。箭頭是變化的方向，藍(lán)點(diǎn)是參考點(diǎn)。二、智能模塊ADAM4520ADAM-4520是有源的RS-232到RS-422/485的轉(zhuǎn)換器，無(wú)須任何軟件驅(qū)動(dòng)，硬件配置正確即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換功能。RS-485端帶有硬件自動(dòng)數(shù)據(jù)流控制，使用時(shí)無(wú)須額外進(jìn)行軟件，信號(hào)端具有3000VDC隔離保護(hù)，這樣就有效地防止了模塊在受到高壓沖擊時(shí)而損壞。波特率最高可以達(dá)到115.2kbps，使用10~30V直流電源供電。通過(guò)使用ADAM-4520可以將計(jì)算機(jī)（或PLC）上的RS-232串口轉(zhuǎn)換為RS-422/485串口，從而實(shí)現(xiàn)連接更多設(shè)備、延長(zhǎng)通信距離等功能。連接示意圖如圖5-1-4所示，ADAM-4520連接一般計(jì)算機(jī)時(shí)，RS-232端應(yīng)該使用串口直連線。圖5-1-4ADAM-4520連接示意圖使用RS-485/422通信時(shí)，需要設(shè)置數(shù)據(jù)格式。SW1用來(lái)設(shè)置數(shù)據(jù)格式，可以是9、10、11、12位（bits）。默認(rèn)的數(shù)據(jù)格式是10bits：1起始位，8數(shù)據(jù)位，0校驗(yàn)位，1停止位。當(dāng)使用ADAM-4520模塊時(shí)，默認(rèn)設(shè)置即可通信。當(dāng)使用其他廠家產(chǎn)品時(shí)，如果通信參數(shù)不是“N，8，1”，則需要根據(jù)通信參數(shù)來(lái)設(shè)置SW1。SW2用來(lái)設(shè)置通信波特率（RS-485方式）或設(shè)置RS-422通信方式。ADAM-4520的出廠默認(rèn)波特率（BaudRate）是9600。ADAM-4520的指示燈具有故障診斷的功能，可以根據(jù)表5-1-3判斷ADAM-4520工作是否正常。表5-1-3LED指示燈狀態(tài)通信狀態(tài)LED顏色RS-485常規(guī)綠色RS-232→RS-485閃爍（綠色）RS-485→RS-232閃爍（橙色）RS-422常規(guī)不亮RS-232→RS-422閃爍（綠色）RS-422→RS-232閃爍（橙色）三、智能模塊ADAM4050ADAM-4050為數(shù)字量I/O數(shù)據(jù)采集模塊，其外形如圖5-1-5所示。ADAM-4050帶有7路輸入和8路輸出，支持Modbus協(xié)議。圖5-1-5ADAM-4050數(shù)字量I/O數(shù)據(jù)采集模塊該模塊輸入電壓10～50V，數(shù)字量輸出為集電極開(kāi)路的晶體管開(kāi)關(guān)，可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，控制接線如圖5-1-6所示。可以用它來(lái)控制固態(tài)繼電器。計(jì)算機(jī)可以利用模塊的數(shù)字量輸入來(lái)檢測(cè)行程開(kāi)關(guān)、安全開(kāi)關(guān)或遠(yuǎn)程數(shù)字量信號(hào)。圖5-1-6ADAM-4050模塊簡(jiǎn)單控制接線圖任務(wù)實(shí)施一、新建工程新建“自動(dòng)門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)”工程，雙擊新建的“自動(dòng)門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)”工程，進(jìn)入工程瀏覽器界面。在工程瀏覽器中左側(cè)的樹(shù)形視圖中選擇“畫(huà)面”，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”圖標(biāo)，工程瀏覽器將運(yùn)行組態(tài)王開(kāi)發(fā)環(huán)境，彈出“畫(huà)面屬性”對(duì)話框，在對(duì)話框中設(shè)置畫(huà)面名稱為“自動(dòng)門(mén)監(jiān)控”，注釋為“自動(dòng)門(mén)監(jiān)控主窗口”，顯示寬度和高度分別為1374、704，畫(huà)面寬度和高度為1400、800，其他屬性采用默認(rèn)值。2．畫(huà)面設(shè)計(jì)（1）選擇工具箱中的“按鈕”、“圓角矩形”、“文本”、“直線”等工具，繪制相應(yīng)的文字及圖形。（2）在工具欄中打開(kāi)圖庫(kù)或按“F2”鍵，選擇合適的指示燈，放置到主界面，并通過(guò)繪圖工具調(diào)整相應(yīng)位置，達(dá)到如圖5-1-1所示效果。3．保存畫(huà)面選擇“文件”菜單的“全部保存”命令將所完成的畫(huà)面進(jìn)行保存。二、I/O設(shè)備創(chuàng)建單擊“工程瀏覽器”左側(cè)目錄顯示區(qū)中“設(shè)備”的“+”號(hào)，選擇其中的“COM1”，右邊的目錄內(nèi)容顯示區(qū)出現(xiàn)“新建”圖標(biāo)。雙擊“新建”圖標(biāo)，會(huì)出現(xiàn)“設(shè)備配置向?qū)А苯缑?，如圖5-1-7所示，在下拉菜單中單擊PLC左側(cè)的“+”號(hào)，彈出下拉菜單，選擇“智能模塊”，然后選擇“亞當(dāng)4000系列”下的“Adam4050”的“COM”方式，按提示創(chuàng)建“Adam4050”。雙擊COM1，將COM1口通信參數(shù)設(shè)為：波特率“9600”，數(shù)據(jù)位“8”，停止位“1”，奇偶校驗(yàn)“無(wú)校驗(yàn)”，通信方式“RS485”。圖5-1-7設(shè)備配置向?qū)⒆兞慷xAdam4050模塊I/O接線端子分配見(jiàn)表5-1-4，在使用時(shí)應(yīng)將組態(tài)王中數(shù)據(jù)變量定義與Adam4050模塊的I/O端口地址相對(duì)應(yīng)。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫(kù)/數(shù)據(jù)字典”，打開(kāi)變量窗口，單擊“新建”圖標(biāo)打開(kāi)“定義變量”對(duì)話框，按表5-1-5定義相關(guān)變量。表5-1-4ADAM4050模塊I/O分配輸入輸出對(duì)象ADAM4050接線端子對(duì)象ADAM4050接線端子SB1（開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)）低電平有效DI0Y1(開(kāi)門(mén)接觸器)高電平有效DO0SB2（關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)）低電平有效DI1Y2(關(guān)門(mén)接觸器)高電平有效DO1SB3（停止開(kāi)關(guān)）低電平有效DI2Y3(報(bào)警指示燈)高電平有效DO2SQ1（關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)）低電平有效DI3SQ2（開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)）低電平有效DI4SQ3（安全壓力擋板）低電平有效DI5表5-1-5

變量定義表變量名類型寄存器初值注釋開(kāi)門(mén)I/O離散DI01開(kāi)門(mén)按鈕，按0松1，下降沿有效，要求開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)I/O離散DI11關(guān)門(mén)按鈕，按0松1，下降沿有效，要求關(guān)門(mén)停止I/O離散DI21停止按鈕，按0松1，下降沿有效，要求停止SQ1I/O離散DI31關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)，＝0：門(mén)已全關(guān)SQ2I/O離散DI41開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)，＝0：門(mén)已全開(kāi)SQ3I/O離散DI51安全壓力擋板，＝0：夾住物體開(kāi)門(mén)接觸器Y1I/O離散DO00＝1：開(kāi)門(mén)接觸器通電關(guān)門(mén)接觸器Y2I/O離散DO10＝1：關(guān)門(mén)接觸器通電報(bào)警燈Y3I/O離散DO20＝1：報(bào)警指示燈閃爍水平移動(dòng)內(nèi)存整數(shù)100大門(mén)動(dòng)畫(huà)縮放狀態(tài)內(nèi)存整數(shù)3＝1：開(kāi)門(mén)狀態(tài)，＝2：關(guān)門(mén)狀態(tài)，＝3：停止?fàn)顟B(tài)定時(shí)5s內(nèi)存整數(shù)05s定時(shí)器錯(cuò)誤狀態(tài)內(nèi)存離散0＝1：錯(cuò)誤提示四、動(dòng)畫(huà)鏈接1．三個(gè)按鈕動(dòng)畫(huà)效果。要求：運(yùn)行時(shí)按下=0，松開(kāi)=1。2．限位開(kāi)關(guān)和安全壓力擋板動(dòng)畫(huà)效果。要求：運(yùn)行時(shí)按住=0，松開(kāi)=1，用顏色變化表示開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)狀態(tài)。3．報(bào)警指示燈動(dòng)畫(huà)效果。要求：開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)時(shí)報(bào)警燈閃爍。4．大門(mén)動(dòng)畫(huà)效果。要求：門(mén)能根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行移動(dòng)，采用水平縮放連接。為了動(dòng)畫(huà)連接方便，可將大門(mén)上所有的元素組合成一個(gè)圖素，再進(jìn)行動(dòng)畫(huà)連接。5．錯(cuò)誤提示動(dòng)畫(huà)效果。要求：運(yùn)行時(shí)如果操作人員將外部開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)按鈕同時(shí)按下，在畫(huà)面上顯示信息：“操作錯(cuò)誤！開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)不能同時(shí)按下！”，直到操作人員改正錯(cuò)誤。五、畫(huà)面命令語(yǔ)言編寫(xiě)打開(kāi)畫(huà)面命令語(yǔ)言，在“存在時(shí)”中編寫(xiě)本項(xiàng)目腳本應(yīng)用程序，并加注相應(yīng)注釋，將監(jiān)控畫(huà)面存在時(shí)間隔執(zhí)行時(shí)間設(shè)為100毫秒。六、運(yùn)行與調(diào)試1．智能模塊ADAM4050連接和配置ADAM4050的輸入/輸出接法如圖5-1-8所示。圖中分別以DI0和DO0為例，控制開(kāi)關(guān)閉合時(shí)DI0為“0”狀態(tài)，斷開(kāi)時(shí)DI0為“1”狀態(tài)；DO0輸出“0”時(shí)繼電器斷電，輸出“1”時(shí)繼電器通電。圖5-1-8ADAM4050的輸入/輸出接法示意圖

圖5-1-9ADAMUtility搜索窗ADAM4050使用前還必需進(jìn)行通信參數(shù)配置。在ADAM4000－5000Utility的軟件中，選中ADAM4050連接的串行口COM1，單擊工具欄快捷鍵search進(jìn)行搜索，如圖5-1-9所示。搜索到ADAM4050模塊后，單擊模塊，進(jìn)入測(cè)試/配置界面，如圖5-1-10所示。在此界面中可監(jiān)測(cè)DI0～DI6的狀態(tài)，也可直接給DO0～DO7賦值。圖5-1-10ADAM4050的測(cè)試/配置界面要更改ADAM4050的地址和通信參數(shù)，先將ADAM4050模塊的init*和GND短接，重新上電，此時(shí)進(jìn)入模塊的初始化狀態(tài)，在測(cè)試/配置界面可以配置模塊的地址為“1”、通信速率為“9600bps”、數(shù)據(jù)格式為“數(shù)據(jù)位8位、停止位1位、無(wú)校驗(yàn)”。將需要的選項(xiàng)進(jìn)行修改，最后執(zhí)行Update。完成設(shè)置后，將init*和GND不短接，重新對(duì)模塊上電，進(jìn)入正常工作模式。2．ADAM4050測(cè)試在COM1口中選中已定義的設(shè)備ADAM4050，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇測(cè)試命令，單擊鼠標(biāo)左鍵，彈出串口設(shè)備測(cè)試窗，如圖5-1-11所示。圖5-1-11串口設(shè)備測(cè)試窗3．組態(tài)運(yùn)行調(diào)試（1）在工程瀏覽器/系統(tǒng)設(shè)置中打開(kāi)運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置對(duì)話框，將運(yùn)行系統(tǒng)啟動(dòng)主畫(huà)面設(shè)置為“自動(dòng)門(mén)監(jiān)控”。（2）運(yùn)行調(diào)試前，需要確保硬件連線正確。（3）單擊開(kāi)發(fā)系統(tǒng)菜單欄中文件/切換到View，進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)。按下組態(tài)監(jiān)控界面上開(kāi)門(mén)按鈕，觀察并記錄系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)門(mén)打開(kāi)后，按下開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)SQ2。按下組態(tài)監(jiān)控界面上關(guān)門(mén)按鈕，觀察并記錄系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)門(mén)打開(kāi)后，按下關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)SQ1。任意時(shí)刻按下壓力開(kāi)關(guān)SQ3、停止按鈕，大門(mén)立即停止運(yùn)行。（1）實(shí)際對(duì)象與設(shè)計(jì)時(shí)的考慮常常有差別，例如實(shí)際使用的開(kāi)關(guān)類型、有效電平、對(duì)象特性以及接口設(shè)備等，在線運(yùn)行效果可能會(huì)和計(jì)算機(jī)上的模擬調(diào)試有差別，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整。（2）本任務(wù)中考慮到部分學(xué)習(xí)人員可能沒(méi)有智能模塊，監(jiān)控界面可以直接仿真運(yùn)行。若有智能模塊，為防止誤操作可將SQ1、SQ2、SQ3的“按下時(shí)命令語(yǔ)言連接”刪除，再與設(shè)備聯(lián)機(jī)運(yùn)行。知識(shí)拓展1．設(shè)備地址及通信參數(shù)定義設(shè)備地址范圍：0～255。若用戶在定義地址格式時(shí)輸入##.X，則：（1）X為1時(shí)，用校驗(yàn)和。即##.1用校驗(yàn)和。（2）X為0或無(wú).X時(shí)，無(wú)校驗(yàn)和。即##.0或##無(wú)校驗(yàn)和。2．組態(tài)王數(shù)據(jù)詞典—I/O變量定義組態(tài)王中寄存器列表見(jiàn)表5-1-6。表5-1-6組態(tài)王中寄存器列表寄存器格式寄存器dd范圍讀寫(xiě)屬性數(shù)據(jù)類型變量類型寄存器含義備注DOdd0～7讀寫(xiě)B(tài)YTEB